怎么用microbit和makecode读取矩阵键盘

发布时间：2021-12-24 09:25:25 作者：柒染
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# 怎么用microbit和makecode读取矩阵键盘

## 引言

矩阵键盘（如4x4薄膜键盘）是嵌入式项目中常用的输入设备。Micro:bit配合MakeCode图形化编程环境，可以快速实现矩阵键盘的读取功能。本文将详细介绍硬件连接、原理分析及完整代码实现。

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## 一、矩阵键盘工作原理

### 1.1 结构组成
典型的4x4矩阵键盘由16个按键组成，排列成4行4列，通过8个引脚（4行+4列）控制。按键按下时对应的行和列会导通。

### 1.2 扫描原理
采用**行扫描法**：
1. 逐行输出低电平
2. 检测列线电平状态
3. 通过行列组合确定按键位置

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## 二、硬件连接

### 2.1 所需材料
- Micro:bit主板
- 4x4矩阵键盘
- 杜邦线若干
- 10kΩ电阻（可选，用于上拉）

### 2.2 接线示意图
| 键盘引脚 | Micro:bit GPIO |
|----------|----------------|
| 行1 (R1) | P0             |
| 行2 (R2) | P1             |
| 行3 (R3) | P2             |
| 行4 (R4) | P3             |
| 列1 (C1) | P4             |
| 列2 (C2) | P5             |
| 列3 (C3) | P8             |
| 列4 (C4) | P12            |

> **注意**：若使用内部上拉电阻，可不接外部电阻

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## 三、MakeCode编程实现

### 3.1 初始化设置
```javascript
// 定义行列引脚
let rows = [DigitalPin.P0, DigitalPin.P1, DigitalPin.P2, DigitalPin.P3]
let cols = [DigitalPin.P4, DigitalPin.P5, DigitalPin.P8, DigitalPin.P12]
// 按键映射表
const keyMap = [
    ['1', '2', '3', 'A'],
    ['4', '5', '6', 'B'],
    ['7', '8', '9', 'C'],
    ['*', '0', '#', 'D']
]

3.2 键盘扫描函数

function scanKeypad(): string {
    for (let r = 0; r < 4; r++) {
        // 当前行置低，其他行置高
        for (let rp = 0; rp < 4; rp++) {
            pins.digitalWritePin(rows[rp], rp == r ? 0 : 1)
        }
        // 检测列状态
        for (let c = 0; c < 4; c++) {
            if (pins.digitalReadPin(cols[c]) == 0) {
                basic.pause(20) // 消抖
                if (pins.digitalReadPin(cols[c]) == 0) {
                    return keyMap[r][c]
                }
            }
        }
    }
    return "" // 无按键按下
}

3.3 主程序

basic.forever(function () {
    let key = scanKeypad()
    if (key != "") {
        basic.showString(key)
        while (scanKeypad() != "") { } // 等待释放
    }
    basic.pause(100)
})

四、进阶优化

4.1 添加中断检测

pins.setEvents(DigitalPin.P4, PinEventType.Edge)
input.onPinPressed(DigitalPin.P4, function () {
    let key = scanKeypad()
    if (key != "") basic.showNumber(parseInt(key))
})

4.2 组合键功能

let lastKey = ""
basic.forever(function () {
    let currentKey = scanKeypad()
    if (currentKey == "A" && lastKey == "B") {
        music.playTone(262, music.beat(BeatFraction.Whole))
    }
    lastKey = currentKey
})

五、常见问题解决

5.1 按键抖动现象

解决方法：增加20ms延时消抖
改进方案：使用定时器多次采样

5.2 多键同时按下

默认方案：仅识别第一个检测到的按键
高级方案：实现NKRO（需更复杂算法）

5.3 功耗优化

// 空闲时关闭扫描
input.onButtonPressed(Button.A, function () {
    while (!(input.buttonIsPressed(Button.B))) {
        let key = scanKeypad()
        if (key != "") {
            // 处理按键
        }
        basic.pause(200)
    }
})

六、项目扩展

6.1 密码锁实现

let password = "1234"
let inputStr = ""
basic.forever(function () {
    let key = scanKeypad()
    if (key == "#") {
        if (inputStr == password) {
            basic.showIcon(IconNames.Yes)
        } else {
            basic.showIcon(IconNames.No)
        }
        inputStr = ""
    } else if (key != "") {
        inputStr += key
    }
})

6.2 无线传输按键数据

radio.setGroup(1)
basic.forever(function () {
    let key = scanKeypad()
    if (key != "") {
        radio.sendString(key)
    }
})

结语

通过本文介绍的方法，您可以轻松实现Micro:bit对矩阵键盘的读取。如需完整项目文件，可访问MakeCode项目链接。尝试修改代码实现更多创意功能！

作者注：实际使用时建议根据具体键盘规格调整延时参数和引脚定义。 “`

文章特点： 1. 结构化目录清晰 2. 包含代码片段和接线示意图 3. 覆盖基础到进阶内容 4. 提供实际应用案例 5. 包含常见问题解决方案 6. 符合Markdown格式规范

可根据需要调整代码细节或补充硬件连接图片说明。